เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกวัดความเร็วและทิศทางลม
เซ็นเซอร์แบบถ้วยวัดความเร็วลม
เซ็นเซอร์แบบใบพัดวัดทิศทางลม
การเลือกเครื่องวัดลมโดยขึ้นอยู่กับความแข็งแรงเชิงกล
ความแข็งแรงเชิงกลเป็นปัจจัยสำคัญที่จะต้องพิจารณาเมื่อเลือกเซ็นเซอร์วัดลม โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะมีความแข็งแรงกว่าเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว แต่ไม่ได้หมายความว่าเซ็นเซอร์แบบถ้วยและใบพัดจะไม่แข็งแรง โดยสามารถวิเคราะห์คุณสมบัติบางประการได้ดังต่อไปนี้
- การแตกของโรเตอร์และใบพัดเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยาก ซึ่งจะเกิดขึ้นในสภาพอากาศที่มีลมแรงมาก เกินกว่า 65 เมตร/วินาที (234 กม./ชม.) ซึ่งเหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นเฉพาะในช่วงที่มีพายุเฮอริเคนรุนแรง เนื่องจากโครงสร้างรองรับเชิงกลของเซ็นเซอร์และตัวเซ็นเซอร์เองมีความเสี่ยงที่จะถูกทำลาย เนื่องจากวัตถุที่ถูกพัดพาโดยแรงลมซึ่งอาจกระทบกับเซ็นเซอร์
- อีกปัญหาหนึ่งของเซ็นเซอร์วัดลมแบบถ้วยและใบพัดคือการแตกหักของโรเตอร์และใบพัดที่อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากน้ำหนักของหิมะและ/หรือน้ำแข็งที่สะสมในสภาพอากาศหนาวเย็นเป็นพิเศษ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ มีเซ็นเซอร์วัดลมที่มีตัวทำความร้อนหลายรุ่น อย่างไรก็ตาม รุ่นเหล่านี้ใช้พลังงานในระดับที่สูงกว่ามาก และไม่เหมาะสำหรับระบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือพลังงานแสงอาทิตย์
- เพลาและตลับลูกปืนที่ออกแบบมาสำหรับเซ็นเซอร์ถ้วยและใบพัดรุ่นล่าสุด ส่วนใหญ่ไม่จำกัดการทำงานตลอดอายุการใช้งาน ปัญหาการละลายของตลับลูกปืน หรือการวางแนวเพลาไม่ถูกต้องเป็นเหตุการณ์ที่สามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในสถานการณ์ที่ติดตั้งเซ็นเซอร์บนทางลาดที่มีลมแรงและสม่ำเสมอ
การเลือกเครื่องวัดลมโดยขึ้นอยู่กับคุณภาพการตรวจวัด
คุณภาพของการตรวจวัดเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกเซ็นเซอร์วัดลม เซ็นเซอร์วัดลมแบบอัลตราโซนิกอาจดีกว่าแบบถ้วยและใบพัดเนื่องจากหลักการตรวจวัด อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงปัจจัยดังต่อไปนี้ด้วย :
- แนะนำให้ใช้เซ็นเซอร์วัดลมแบบอัลตราโซนิกเมื่อต้องตรวจวัดลมที่มีความเร็วลมต่ำกว่า 0.2 ม./วินาที
- เซ็นเซอร์วัดลมแบบอัลตราโซนิกเหมาะกับการตรวจวัดลมกระโชก เนื่องจากสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็วลมได้อย่างกะทันหันและรวดเร็ว
- เมื่อพูดถึงความแม่นยำในการตรวจวัด เซ็นเซอร์วัดลมแบบอัลตราโซนิกที่มีแผ่นสะท้อนด้านบนจะมีความแม่นยำที่แย่กว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วลมสูง เมื่อเกิดความปั่นป่วนระหว่างสองด้านของ chamber ตรวจวัด จะสามารถแก้ไขได้ยากด้วยการปรับภายในอุโมงค์ลมในระหว่างการสอบเทียบ เนื่องจากลมในธรรมชาติมีความปั่นป่วนมากกว่า โดยมีมุมของแหล่งกำเนิดแปรผันมากกว่าทั้งในแง่ของแอมพลิจูดและความถี่เมื่อเปรียบเทียบกับการไหลของอากาศที่เกิดขึ้นภายในอุโมงค์ลม ซึ่งมีความสม่ำเสมอ ความปั่นป่วนเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วลมเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้เอง ที่ความเร็วสูง ความแม่นยำของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะลดลงมาก
พฤติกรรมของลมในอุโมงค์ลมที่มีเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกระหว่างการสอบเทียบ
พฤติกรรมของลมในอุโมงค์ลมที่มีเซ็นเซอร์แบบถ้วยระหว่างการสอบเทียบ
พฤติกรรมของลมในธรรมชาติเมื่อวัดด้วยเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก
พฤติกรรมของลมในธรรมชาติเมื่อวัดด้วยเซ็นเซอร์แบบถ้วย
- การใช้งานในสภาพแวดล้อมภายนอก เซ็นเซอร์วัดลมอัลตราโซนิกจะรับลมใน chamber ที่มีแผ่นสะท้อนจากมุมตกกระทบที่ไม่จำเป็นต้องเป็นแนวนอน ในสภาพลมที่มีมุมมากกว่าระนาบแนวนอน “roof” และ “floor” ของ chamber จะเป็นตัวกำหนดการป้องกันการไหลของอากาศ การไหลเหล่านี้สามารถประเมินได้ง่ายกว่าโดยใช้เซ็นเซอร์วัดลมแบบถ้วย ส่วนเซ็นเซอร์วัดความเร็วลมแบบอัลตราโซนิกมีโอกาสประเมินการวัดความเร็วลมต่ำเกินไป จึงได้ค่าที่ไม่ถูกต้อง
- ในสภาวะที่มีฝนตกหนักและลมแรง การมีหยดน้ำที่เคลื่อนที่ระหว่างตัวส่งและตัวรับสามารถเปลี่ยนแปลงเวลาการเดินทางของคลื่นอัลตราโซนิกได้ เวลาเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่ช่วยให้สามารถตรวจวัดได้ทั้งความเร็วลมและทิศทาง ดังนั้นในช่วงที่ฝนตกหนัก ประสิทธิภาพของการตรวจวัดด้วยเซ็นเซอร์อัลตราโซนิคอาจแย่ลง
- เซ็นเซอร์วัดลมแบบถ้วยยังคงมีปัญหาเกี่ยวกับความปั่นป่วนที่เกิดจากรูปทรง แต่ยังคงมีการตอบสนองเชิงเส้นที่ดีกว่า ซึ่งข้อดีนี้ช่วยให้สามารถปรับค่าการวัดผ่านสูตรในโปรแกรมที่ตั้งค่าไว้ในระบบเก็บข้อมูลได้
- เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีความแม่นยำในการวัดทิศทางลมมากกว่าเช่นกัน อย่างไรก็ตามรูปทรงของมันกระตุ้นการสะท้อนของลมในมุมต่างๆ ซึ่งหมายความว่า เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลมีความถูกต้อง การสอบเทียบจะต้องทำในแต่ละมุมที่เป็นไปได้ เซ็นเซอร์แบบใบพัดอาจมีปัญหาการหน่วงเวลาเนื่องจากมุมที่เกี่ยวกับแกนทิศทาง ในกรณีนี้ การสอบเทียบในอุโมงค์ลมจะไม่สามารถสร้างสภาพลมกลางแจ้งได้ ตามธรรมชาติแล้ว ทิศทางของลมเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น จะไม่สม่ำเสมอ แต่มีการอ่อนกำลังลงเป็นสัดส่วนกับความเร็ว อย่างไรก็ตาม ในทางอุตุนิยมวิทยา ทิศทางลมมักถูกประเมินมากกว่า 16 หรือ 18 sector ดังนั้นจึงไม่ต้องการความละเอียดของทิศทางลมที่สูงมากนัก
การเลือกเครื่องวัดลมโดยขึ้นอยู่กับการใช้พลังงาน
- เพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและรักษาความแม่นยำในการตรวจวัด เซ็นเซอร์วัดลมอัลตราโซนิกจะต้องติดตั้งองค์ประกอบเกี่ยวกับความร้อนที่เหมาะสม เพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของน้ำแข็งใน chamber และเพื่อกำจัดน้ำต่างๆ (เช่น ฝน การควบแน่น น้ำค้างแข็ง) ออกจากเซ็นเซอร์
- ในทางตรงกันข้าม สำหรับเซ็นเซอร์แบบถ้วยและใบพัด แม้ว่าจะมีฝนตก การกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ น้ำค้างแข็ง น้ำแข็ง และแม้กระทั่งไม่มีระบบทำความร้อน การทำงานก็ได้รับผลกระทบน้อยกว่า ประการแรก เนื่องจากฝนและการควบแน่นทำให้เกิดการรบกวนการวัดเพียงเล็กน้อย และประการที่สอง เนื่องจากการแข็งตัวและน้ำแข็งมักจะถูกกำจัดออกไปบางส่วนโดยการเคลื่อนที่ของโรเตอร์และใบพัด เซ็นเซอร์ถ้วยและใบพัดจะกลับมาทำงานทันทีที่อุณหภูมิกลับมาสูงกว่าจุดเยือกแข็ง ซึ่งแตกต่างจากเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่จะต้องทำให้แห้งสนิทเพื่อให้กลับมาทำงานได้อย่างสมบูรณ์
- อย่างไรก็ตาม น้ำแข็งยังสามารถเป็นตัวแทนของปัญหาสำหรับเซ็นเซอร์แบบถ้วยและแบบใบพัดในสภาพอากาศที่ไม่มีลม หิมะตก และอุณหภูมิลดลง สภาวะเหล่านี้สามารถกำหนดการก่อตัวของมวลน้ำแข็งบนตัวเซ็นเซอร์ ซึ่งส่งผลต่อการทำงานและกลไกความสมบูรณ์ของโรเตอร์และใบพัด
- เซ็นเซอร์ถ้วยและใบพัดเป็นเซ็นเซอร์ที่เรียบง่ายกว่ามาก ติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับให้เหมาะกับการใช้พลังงานต่ำ ดังนั้นหากใช้ระบบตรวจวัดที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และแผงโซลาร์เซลล์ ควรเลือกใช้เซ็นเซอร์แบบถ้วยและใบพัด
การเลือกเครื่องวัดลมโดยขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษา
- การไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวถือเป็นข้อได้เปรียบ แต่ในทางกลับกัน ก็ทำให้สิ่งสกปรกสะสมบนเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกได้ง่ายขึ้น
- เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกประสบปัญหาเมื่ออุปกรณ์ที่ปล่อยและรับคลื่นอุดตัน หรือเมื่อพื้นผิวด้านบนของ chamber มีสิ่งสกปรกสะสมอยู่ สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีฝุ่น ทราย หรือสารอื่นๆ ติดอยู่บนพื้นผิวของเซ็นเซอร์ นอกจากนี้ chamber ยังเป็นสถานที่ที่มีแมลงหรือนกขนาดเล็กมาอยู่อาศัย หากมีการติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจวัดในบริเวณที่มีฝุ่นละออง ทราย พืชปกคลุมหนาแน่น หรือในพื้นที่อุตสาหกรรม จำเป็นจะต้องทำความสะอาดเซ็นเซอร์บ่อยขึ้น
- การทำความสะอาดเซ็นเซอร์ถ้วยและใบพัดที่ติดตั้งในสถานที่ที่อธิบายไว้ข้างต้น สามารถทำความสะอาดได้ตามความต้องการ เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของสิ่งสกปรกหรือสารปนเปื้อนซึ่งอาจส่งผลต่อความสมบูรณ์ของเซ็นเซอร์ในระยะยาว
การเลือกเครื่องวัดลมโดยขึ้นอยู่กับการติดตั้ง
- เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกติดตั้งง่ายเนื่องจากไม่จำเป็นต้องติดตั้งในแนวนอน ดังนั้นโครงสร้างที่รองรับ (เสาและหอสูง) ไม่จำเป็นต้องอยู่ในแนวนอน แต่สำหรับเซ็นเซอร์วัดลมแบบถ้วยและใบพัด แนะนำให้โรเตอร์อยู่ในแนวนอน เพื่อป้องกันไม่ให้เพลาภายในทำงานผิดปกติ และแบบใบพัด เพื่อป้องกันให้สามารถปรับทิศทางเองได้เนื่องจากน้ำหนัก และที่ความเร็วลมต่ำ
- เซ็นเซอร์แบบแยกถ้วยและใบพัด จำเป็นต้องพิจารณาการใช้โครงสร้างยึดสำหรับเซ็นเซอร์สองตัว โดยจำเป็นต้องมีสายไฟสองเส้นที่ต่อเข้ากับระบบ ส่วนเซ็นเซอร์อัลตราโซนิคไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เสริมสำหรับการติดตั้ง
- เซ็นเซอร์บางรุ่นมีเข็มทิศแม่เหล็กภายในซึ่งทำหน้าที่ปรับทิศทางเซ็นเซอร์ด้วยตัวเองให้หันไปทางทิศเหนือ อย่างไรก็ตาม เข็มทิศเหล่านี้ประสบปัญหาสองประการ เข็มทิศชี้ไปที่ทิศเหนือของแม่เหล็ก ไม่ใช่ทิศเหนือทางภูมิศาสตร์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการวัดทิศทางลมที่ถูกต้อง และปัญหาการมีวัสดุที่เป็นเหล็กอยู่ใกล้เคียง ปัญหาทั้งสองนี้มักจะนำไปสู่การปิดการใช้งานเข็มทิศสำหรับการวางแนวอัตโนมัติและการใช้งานระหว่างการดำเนินการติดตั้ง
บทสรุป
เมื่อเปรียบเทียบระหว่างเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก แบบถ้วยและใบพัด อาจกล่าวได้ว่าไม่มีเทคโนโลยีใดดีที่สุด การเลือกใช้ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบโดยพิจารณาจากสถานที่ติดตั้ง คุณภาพที่ต้องการจากผลการตรวจวัด และทรัพยากรการบำรุงรักษาที่มี
ในการเลือกใช้ จำเป็นต้องคำนึงถึงวัตถุประสงค์ในการใช้งาน ความแข็งแรงเชิงกล คุณภาพการวัด การใช้พลังงาน การบำรุงรักษา และความสะดวกในการติดตั้ง
การประเมินผลจะมีประสิทธิภาพเมื่อคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ ทั้งหมดที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ หากเลือกเทคโนโลยีตามเกณฑ์ที่เหมาะสม จะส่งผลดีต่อประสิทธิผลและประสิทธิภาพของระบบการตรวจวัด
สนใจกรุณาติดต่อ : คุณปทิตตา โทร. 088-924-9644 หรือ 092-258-1144 หรือ Line ID : @entechsi
